Nota técnica refrigeracao industrial

Nota Técnica

REFRIGERAÇÃO INDUSTRIAL POR AMÔNIA: RISCOS, SEGURANÇA E AUDITORIA FISCAL Ministério do Trabalho e Emprego Secretaria de Inspeção do Trabalho Departamento de Segurança e Saúde no Trabalho APRESENTAÇÃO A Secretaria de Inspeção do Trabalho e o Departamento de Segurança e Saúde no Trabalho, em sua missão de coordenar, orientar e supervisionar a Inspeção do Trabalho na área, tem mantido como prioridade o investimento na capacitação continuada dos Auditores Fiscais do Trabalho, buscando o aperfeiçoamento constante das estratégias de auditoria, focalização de suas ações em setores e atividades econômicas geradoras de riscos à segurança e saúde dos trabalhadores, assim como a ampliação das ferramentas para a intervenção eficaz nos locais de trabalho. É com prazer, portanto, que apresentamos a presente Nota Técnica, elaborada por Auditores Fiscais do Trabalho do Grupo de Estudos Tripartite da Convenção 174 da OIT - Prevenção de Grandes Acidentes Industriais - e da Delegacia Regional do Trabalho do Rio Grande do Norte, que discorre sobre os Sistemas de Refrigeração Industrial por Amônia, especialmente sobre aspectos relacionados à segurança e saúde no trabalho e à Auditoria Fiscal.

O tema selecionado reflete nossa preocupação acima exposta, ou seja, de gerar ações eficazes na prevenção de riscos graves não-controlados e geradores de acidentes do trabalho. A iniciativa desenvolveu-se após grave evento ocorrido em Natal, no Rio Grande do Norte, quando um vazamento de amônia em empresa de beneficiamento de camarão veio a vitimar 127 trabalhadores, levando dois deles a óbito. Foi quando chamou-nos a atenção à elevada probabilidade de ocorrência de outros acidentes graves semelhantes, dada a ampla distribuição dos sistemas de refrigeração por amônia, especialmente na indústria alimentícia, as precárias condições de instalação e manutenção desses sistemas em muitas empresas e o seu despreparo para lidar com esse tipo de situação.

Ao elaborar o presente documento, nosso objetivo principal é de abrir um debate sobre o tema, possibilitando aos Auditores Fiscais um conhecimento básico sobre as principais questões de segurança e saúde no trabalho relacionadas à refrigeração por amônia e trazendo-lhes a oportunidade de criar intervenções mais qualificadas, inclusive coletivas. Não temos a pretensão de abordar a questão de forma profunda ou completa. É apenas o início de um trabalho que, esperamos, possa ser ampliado e aperfeiçoado continuadamente, inclusive com contribuições práticas, que venham trazer à luz aspectos ainda não abordados e novas soluções.

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REFRIGERAÇÃO INDUSTRIAL POR AMÔNIA: RISCOS, SEGURANÇA E AUDITORIA FISCAL

INTRODUÇÃO Em geral, define-se refrigeração como o processo de redução de temperatura de um corpo. O desenvolvimento de tecnologias de refrigeração permitiu o desenvolvimento e tornou-se essencial para a manutenção de uma gama de atividades industriais, entre elas a indústria alimentícia em geral, os frigoríficos, a indústria de pescado, as fábricas de gelo, os laticínios e a indústria de bebidas.

Os sistemas de refrigeração industrial atualmente utilizados em larga escala nesses e em outros setores econômicos fundamentam-se na capacidade de algumas substâncias, denominadas agentes refrigerantes, absorverem grande quantidade de calor quando passam do estado líquido para o gasoso.

As características desejáveis para um agente refrigerante são: • ser volátil ou capaz de se evaporar; • apresentar calor latente de vaporização elevado; • requerer o mínimo de potência para sua compressão à pressão de condensação; • apresentar temperatura crítica bem acima da temperatura de condensação; • ter pressões de evaporação e condensação razoáveis; • produzir o máximo possível de refrigeração para um dado volume de vapor; • ser estável, sem tendência a se decompor nas condições de funcionamento; • não apresentar efeito prejudicial sobre metais, lubrificantes e outros materiais utilizados nos demais componentes do sistema; • não ser combustível ou explosivo nas condições normais de funcionamento; • possibilitar que vazamentos sejam detectáveis por verificação simples; • ser inofensivo às pessoas; • ter um odor que revele a sua presença; • ter um custo razoável; • existir em abundância para seu emprego comercial; A amônia atende à quase totalidade destes requisitos, com ressalvas apenas para sua alta toxicidade e por tornar-se explosiva em concentrações de 15 a 30% em volume. Ademais, apresenta vantagens adicionais, como o fato de ser o único agente refrigerante natural ecologicamente correto, por não agredir a camada de ozônio tampouco agravar o efeito estufa.

Muito utilizada no passado, a amônia nunca esteve totalmente fora de uso no meio industrial, apesar de ter perdido espaço com a introdução dos CFCs no início dos anos 30. Atualmente, em virtude de suas propriedades termodinâmicas, assim como pelo fato de ser barata, eficiente e segura, se utilizada com as devidas precauções, tem se tornado a grande opção em termos de agente refrigerante, conquistando gradualmente novos nichos de mercado.

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SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO POR AMÔNIA Os sistemas de refrigeração por amônia consistem de uma série de vasos e tubulações interconectados, que comprimem e bombeiam o refrigerante para um ou mais ambientes, com a finalidade de resfriá-los ou congelá-los a uma temperatura específica. Sua complexidade varia tanto em função do tamanho dos ambientes, quanto em função das temperaturas a serem atingidas. Como se trata de sistemas fechados, a partir do carregamento inicial, o agente somente é adicionado ao sistema quando da ocorrência de vazamento ou drenagem.

A quantidade de amônia nos sistemas varia de menos de 2000 kg a mais de 100.000 kg, sendo um desafio, porém, calcular a quantidade da substância existente em sistemas antigos, mantidos em funcionamento, às vezes, há décadas.

As pressões podem atingir níveis elevados, entre 10 a 15 kg/cm².

A produção do frio em circuito fechado foi proposta por Oliver Evans em 1805 e sua aplicação à indústria teve início na segunda metade do séc. XIX. Os processos de refrigeração variam bastante, assim como os agentes refrigerantes.

Porém, os princípios básicos continuam sendo a compressão, liquefação e expansão de um gás em um sistema fechado.

Ao se expandir, o gás retira o calor do ambiente e dos produtos que nele estiverem contidos.

De uma forma simplificada, podem-se perceber três componentes distintos nos sistemas de refrigeração: o compressor, o condensador e o evaporador.

O compressor é geralmente constituído por uma bomba dotada de um tubo de aspiração e compressão, possuindo um dispositivo que impede fugas de gás e entrada de ar atmosférico. Situado entre o evaporador e o condensador, aspira a amônia evaporada e a encaminha ao condensador sob a forma de um vapor quente sob pressão elevada.

O condensador é formado geralmente por uma série de tubos de diâmetro diversos, unidos em curvas, podendo ser dotados exteriormente de hélices que garantem um mais perfeito aproveitamento das superfícies de contato. É resfriado por uma corrente de água em seu exterior. Nas pequenas instalações, o

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resfriamento é normalmente feito pelo próprio ar atmosférico. A amônia gasosa vinda do compressor liquefaz-se ao entrar em contato com a temperatura fria do condensador, sendo em seguida encaminhada para um depósito, de onde passará ao evaporador.

O evaporador consiste geralmente de uma série de tubos, as serpentinas, que se encontram no interior da ambiente a ser resfriado. A amônia sob forma líquida evapora-se nesses tubos, retirando calor do ambiente na passagem ao estado gasoso. Sob a forma gasosa, volta ao condensador pelo compressor, fechando assim o ciclo.

A AMÔNIA • Ponto de Ebulição: ................ 33,35 ºC • Peso Molecular: .................... 17 g/mol • Ponto de Fusão: ..................... 77,7 ºC • Densidade 20 ºC: ............. 0,682 g/cm³ • Aparência e Odor: .... Gás comprimido liquefeito, incolor, com odor característico.

• Ponto de fulgor: ...................... Gás na temperatura ambiente • Temperatura auto-ignição: ....... 651 ºC • LIE: ............................................... 16% • LSE: .............................................. 25% • Limite de Tolerância: ............... 20 ppm (NR 15, anexo 11) • IPVS ...................................... 300 ppm • OSHA: ...................................... 15 min • STEL:..................... 35 ppm, 24 mg/m³ • ACGIH/TWA: ......... 25 ppm, 17 mg/m³ • NIOSHI: 5 mg: ...... 50 ppm, 35 mg/m³ • LT: .......................... 20 ppm, 14 mg/m³ • Solubilidade em água: .................. Alta 1 vol de água dissolve 1300 volumes do gás • Absorção de calor: ........................ Alta 1,1007 cal/g °C (H2O: 1cal/g °C ) A amônia, com símbolo químico NH3, é constituída de um átomo de nitrogênio e três de hidrogênio, apresentando-se como gás à temperatura e pressão ambientes.

Liquefaz-se sob pressão atmosférica a -33,35 ºC. É altamente higroscópica e a reação com a água forma NH4OH, hidróxido de amônia, líquido na temperatura ambiente, que possui as mesmas propriedades químicas da soda cáustica. É estável quando armazenada e utilizada em condições normais de estocagem e manuseio.

Acima de 450 °C, pode se decompor, liberando nitrogênio e hidrogênio. É facilmente detectada a partir de pequeníssimas concentrações (5 ppm) no ar pelo seu cheiro “sui-generis”.

Apresenta risco moderado de fogo e explosão, quando exposta ao calor ou 4

chama. A presença de óleo e outros materiais combustíveis aumenta o risco de fogo.

Em contato com halogênios, boro, 1.2 dicloroetano, óxido de etileno, platina, triclorato de nitrogênio e fortes oxidantes, pode causar reações potencialmente violentas ou explosivas. Em contato com metais pesados e seus compostos, pode formar produtos explosivos.

O contato com cloro e seus compostos, pode resultar na liberação de gás cloroamina. Produz mistura explosiva quando em contato com hidrocarbonetos, sendo também incompatível com aldeído, acético, acroleína, dridrazina e ferrocianeto de potássio.

Entre suas aplicações, destacam-se seus usos como agente refrigerante e na fabricação da uréia, um importante fertilizante. É ainda utilizada na fabricação de têxteis, na manufatura de Rayon, na indústria da borracha, na fotografia, na indústria farmacêutica, na fabricação de cerâmicas, corantes e fitas para escrever ou imprimir, na saponificação de gorduras e óleos, como agente neutralizador na indústria de petróleo e como preservativo do látex, entre outras.

O gás é um irritante poderoso das vias respiratórias, olhos e pele.

Dependendo do tempo e do nível de exposição podem ocorrer efeitos que vão de irritações leves a severas lesões corporais.

A inalação pode causar dificuldades respiratórias, broncoespasmo, queimadura da mucosa nasal, faringe e laringe, dor no peito e edema pulmonar. A ingestão causa náusea, vômitos e inchação nos lábios, boca e laringe. A amônia produz, em contato com a pele, dor, eritema e vesiculação. Em altas concentrações, pode haver necrose dos tecidos e queimaduras profundas. O contato com os olhos em baixas concentrações (10 ppm) resulta em irritação ocular e lacrimejamento.

Em concentrações mais altas, pode haver conjuntivite, erosão na córnea e cegueira temporária ou permanente. Reações tardias podem acontecer, como fibrose pulmonar, catarata e atrofia da retina.

A exposição a concentrações acima de 2500 ppm por aproximadamente 30 minutos pode ser fatal.

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RISCOS DOS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO As instalações frigoríficas, porque trabalham com refrigerantes com características físico-químicas especiais e em condições de temperatura, pressão e umidade diferenciadas do habitual, apresentam riscos específicos à segurança e saúde, relacionados com o tipo agente refrigerante utilizado, assim como com as instalações e equipamentos.

As maiores preocupações são vazamentos com formação de nuvem tóxica de amônia e explosões.

Causas de acidentes são falhas no projeto do sistema e danos aos equipamentos provocados pelo calor, corrosão ou vibração, assim como por manutenção inadequada ou ausência de manutenção de seus componentes, como válvulas de alívio de pressão, compressores, condensadores, vasos de pressão, equipamento de purga, evaporadores, tubulações, bombas e instrumentos em geral. É importante observar que mesmo os sistemas mais bem projetados podem apresentar vazamentos de amônia, se operados e mantidos de forma precária.

São freqüentes os vazamentos causados por: • Abastecimento inadequado dos vasos; • Falhas nas válvulas de alívio, tanto mecânicas quanto por ajuste inadequado dapressão; • Danos provocados por impacto externo por equipamentos móveis, como empilhadeiras; • Corrosão externa, mais rápida em condições de grande calor e umidade, especialmente nas porções de baixa pressão do sistema; • Rachaduras internas de vasos que tendem a ocorrer nos/ou próximo aos pontos de solda; • Aprisionamento de líquido nas tubulações, entre válvulas de fechamento; • Excesso de líquido no compressor; • Excesso de vibração no sistema, que pode levar a sua falência prematura.

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GESTÃO SEGURA DE SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO Uma instalação segura de refrigeração por amônia sustenta-se em três pilares: • Projeto apropriado, orientado por normas e códigos de engenharia; • Manutenção eficaz; • Operação adequada.

Elementos para a gestão da segurança e saúde em estabelecimentos que possuam esse tipo de sistemas devem incluir: • Informações de segurança do processo; • Análises dos riscos existentes; • Procedimentos operacionais e de emergência; • Capacitação de trabalhadores; • Esquemas de manutenção preventiva; • Mecanismos de gestão de mudanças e subcontratação; • Auditorias periódicas; • Investigação de incidentes.

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ASPECTOS DA AUDITORIA FISCAL A Auditoria Fiscal do Trabalho na área de Segurança e Saúde encontra-se adequadamente qualificada para uma intervenção eficaz nas empresas que utilizam sistemas de refrigeração por amônia, tendo as Normas Regulamentadoras de Segurança e Saúde como referência.

Estratégias precisam ser definidas para a prevenção de acidentes nessas empresas, preferencialmente que intervenham de forma coletiva na questão otimizando recursos humanos e materiais e assegurando um caráter amplo e igualitário para a ação.

O controle dos riscos de agravos à segurança e saúde de trabalhadores em virtude da utilização de sistemas de refrigeração por amônia pode ser obtida por meio do cumprimento do já previsto na plena legislação nacional, não específica, mas que contempla os elementos mínimos de qualquer sistema de segurança.

Entre as Normas Regulamentadoras, aplica-se o disposto na NR 13, considerando- se o limite de tolerância da amônia (20 ppm). A norma prevê aspectos de considerável importância na prevenção de acidentes, entre eles: • A identificação e as informações completas sobre os vasos de pressão, contidas em um prontuário; • O registro de todas as ocorrência com os vasos, em livro próprio ou sistema informatizado; • A disponibilização da informação aos trabalhadores e sindicatos; • A instalação adequada dos vasos sob pressão, definida em projeto; • Os procedimentos para operação segura, dispostos em um manual específico; • A manutenção do sistema (vasos de pressão, válvulas e tubulações, entre outros equipamentos) e as inspeções de segurança periódicas, realizadas por profissional habilitado e registradas em relatórios; • A qualificação dos operadores.

Destaca-se como grande instrumento da Auditoria Fiscal do Trabalho a aplicação judiciosa da NR 9, focada na prevenção de riscos com amônia. A norma, se cumprida em sua íntegra, prevê a implantação obrigatória da maioria dos controles necessários para a operação segura das empresas, por meio do Programa de Prevenção de Riscos Ambientais, inclusive: • A análise de projetos de instalações, métodos e processos de trabalho novos;

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• O reconhecimento e a avaliação dos riscos existentes, inclusive a avaliação quantitativa; • A adoção de medidas necessárias e suficientes para eliminação, minimização ou controle dos riscos, inclusive riscos potenciais; • A realização de treinamento e a disponibilização aos trabalhadores de maneira apropriada e suficiente sobre os riscos ambientais e os meios de prevenção; • A especificação técnica adequada de equipamentos de proteção individual, incluindo a proteção respiratória, com estabelecimento de normas para seu fornecimento, uso, guarda, higienização, conservação, e manutenção; • A avaliação da eficácia das medidas de proteção; • O monitoramento da exposição de trabalhadores por meio da avaliação sistemática e repetitiva da exposição a um dado risco; • O registro de dados.

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Medidas de Proteção Pontos essenciais em relação à prevenção coletiva da exposição a amônia incluem: • Manutenção das concentrações ambientais a níveis os mais baixos possíveis e sempre abaixo do nível de ação (NR 9), por meio de ventilação adequada; • Implantação de mecanismos para a detecção precoce de vazamentos. O desejável é a instalação de monitores ambientais acoplados a sistema de alarme, especialmente nos locais críticos.

A IIAR (Instituto Internacional de Refrigeração por Amônia) recomenda ainda a instalação de caixa de controle do sistema de refrigeração de emergência, que desligue todos os equipamentos elétricos e acione ventilação exaustora sempre que necessário.

Outras medidas de proteção coletiva incluem a sinalização adequada dos equipamentos e tubulações, a existência de saídas de emergência mantidas permanentemente desobstruídas e adequadamente sinalizadas, e a instalação de chuveiros de segurança e lava-olhos.

Sistemas apropriados de prevenção e combate a incêndios devem estar presentes e em perfeito estado de funcionamento. O ideal é a instalação de sprinkler sobre o qualquer vaso grande de amônia para mantê-lo resfriado, em caso de fogo.

Instalações elétricas à prova de explosão são desejáveis.

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Entre as medidas administrativas incluem- se a permanência do menor número possível de trabalhadores na sala de máquinas e somente os que realizam manutenção e operação dos equipamentos, a manutenção dos locais de trabalho dentro dos padrões de higiene ocupacional e a realização do controle de saúde dos expostos ao produto, enfatizando exames de olhos, pele e trato respiratório.

As empresas devem possuir equipamentos básicos de segurança pessoal para cada trabalhador envolvido diretamente com a planta, dispostos em locais de fácil acesso e fora da sala de máquinas: • Uma máscara panorâmica com filtro de amônia; • Equipamento de respiração autônomo; • Óculos de proteção ou protetor facial; • Um par de luvas protetoras de borracha (PVC); • Um par de botas protetoras de borracha (PVC); • Uma capa impermeável de borracha e/ ou calças e jaqueta de borracha; Devem ser estabelecidos por escrito planos de emergência para ações em caso de vazamento, realizando-se treinamentos práticos. Como conteúdo mínimo, é preciso prever mecanismos de comunicação da ocorrência, evacuação das áreas, remoção de quaisquer fontes de ignição, formas de redução das concentrações de amônia e procedimentos de contenção de vazamentos.

Em caso de vazamento com grande concentração de gases, faz-se necessária a utilização de máscaras autônomas e proteção total do corpo com tecido impermeável ou, na ausência destas, o umedecimento dos trajes. Na mesma linha de raciocínio, deve-se aspergir água para forçar a reação de hidratação e formação do hidróxido de amônia. É crítico que se observe que a amônia em estado aerossolizado comportase como um gás denso em vazamentos. Em caso de fogo, recomenda-se o uso de água para resfriar recipientes expostos. Para fogo envolvendo amônia líquida, utiliza-se pó químico ou CO2.

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Capacitação e treinamento de trabalhadores Os sistemas de refrigeração por amônia devem ser operados por profissional qualificado, com certificado de treinamento, conforme o disposto na NR 13.

Todos os que laboram no estabelecimento, inclusive terceiros, devem ser suficientemente informados sobre os riscos existentes e as medidas de controle, e treinamento para as ações de emergência e de evacuação de área. É necessária a previsão de treinamentos especiais para os que operam, inspecionam e mantém o sistema, assim como para os trabalhadores que laboram próximos aos equipamentos, e os que operam equipamentos móveis, como empilhadeiras.

Os operadores devem ter conhecimentos completos sobre o sistema, incluindo compressores, válvulas de controle automático, de isolamento e de alívio de pressão, controles elétricos e mudanças de temperatura e pressão. Têm que saber que partes do sistema requerem manutenção preventiva e como realizá-la de forma segura, além de como observar e avaliar o sistema para identificar sinais de problemas, como vazamentos e vibração.

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Normas de Referência O Brasil carece de normas legais e técnicas específicas para sistemas de refrigeração.

Destacam-se as Normas Regulamentadoras do Ministério do Trabalho e Emprego, especialmente a NR-13 - Caldeiras e Vasos de Pressão e a norma da ABNT “Vasos de pressão para refrigeração”, 1996.

Referências internacionais são as normas da ANSI - Instituto Nacional de Normas Técnicas dos EUA: • ANSI/ASHRAE 15-1978 Esta norma especifica os locais onde os distintos grupos de refrigerantes podem ser aplicados; restringe a presença de chama em salas de máquinas; ocupa-se do ambiente industrial e estabelece limites nas quantidades dos refrigerantes nas diversas áreas de trabalho; dispõe sobre reservatórios e tubulações, determinando limites de pressão de operação; descreve as aplicações dos dispositivos limitadores de pressão, além de cobrir aspectos relacionados a instalação.

A norma ANSI/ASHRAE 15-1978 se relaciona a outras normas, incorporandoas, como a “Boiler and Pressure Vessel Code” e a ANSI/ASME B31.5, para tubulações de refrigeração.

• ANSI/IIAR 2-1984 Preparada especificamente para sistemas de amônia, recomenda que a amônia se apresente com 99,95% de concentração e que placas de identificação sejam afixadas nos principais componentes do sistema, contendo informações como: o nome do fabricante, o ano de fabricação, o número do modelo e a pressão nominal, atestando que o equipamento foi testado quanto a sua segurança e aplicação adequada. A norma especifica, ainda, dois níveis de pressão de projeto: alto e baixo.

Uma abordagem alternativa para ventilação de salas de máquinas também é proposta.

Outras diretrizes internacionais são emitidas pela IIAR, como a norma “Ammonia Refrigeration Valves”, publicada em 1999.

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